소집단을 활용한 협력적 융합형 수업 모델의 개발 및 적용

Abstract

The purpose of this study is to enhance students' scientific thinking and to improve students' ability to perceive the knowledge they encounter in everyday life with convergent view by developing suitable convergent teaching model within science curricula. This study is conducted in two distinctive studies, Study Ⅰ and Study Ⅱ. In Study Ⅰ, firstly, the awareness of students on convergence science is investigated. The result shows that all three groups recognize convergence science would be helpful to strengthen the understanding of science, whole personality, self-directed learning, problem-solving ability, and creative thinking. Especially, students responds that convergent teaching models can help them to improve scientific understanding, interests in science, self-directed learning, problem-solving ability and even leadership. Secondly, after letting students make a convergent project of science-oriented class, the areas of activities shown in the students' projects are analyzed. Among the areas, science accounts for 42 percent, the highest percentage followed by mechanical, engineering and medical area; arts and sports; mathematics; and humanities and social science. Each makes up 17.7 percent, 14.9 percent, 13.3 percent, and 12.2 percent, respectively. In addition, the convergent project not only provides in-depth knowledge blended with other academic fields, but also has a positive influence on students' collaborative learning. Study Ⅱ, based on the results of Study I, develops convergence teaching models using small groups. In this program, affective attitudes in science, creative personalities, and scientific inquiries are examined. The adjustment average of the affective domain in the experimental group of Natural Science track shows the highest interest and attitude and the comparison group shows the lowest. In creative personality test results, post-test scores of both experimental groups (Natural Science track and Liberal Art track) are significantly higher than pre-test scores. And the experimental group of the Liberal Art track shows statistically significantly higher score (p<.05). In scientific inquiry abilities (TIPS Ⅱ), the post-test scores of both experimental groups are higher than the pre-test. As the results of this study indicates, convergence teaching programs for small groups are effective to enhance students' affective attitudes in science, scientific inquiries, and creative personality. Thus, the convergences with social sciences, arts, sports and other natural science can be used as useful tools for students to enhance interest and understanding in science and in turn, to make the growth of whole-person.;현재 교육의 패러다임은 칸칸이 나눴던 지식의 칸막이를 걷어내고 다양한 영역의 지식을 한데 아우르는 학문 융합의 시대라고 할 수 있다. 이러한 변화는 거스를 수 없는 교육의 대세이자 새로운 단계로의 변화를 의미한다. 이에 본 연구는 과학 교과의 틀 안에서 효과적으로 활용할 수 있는 협력적 융합형 수업 모델을 개발하고 이를 적용한 수업이 학생들의 과학과 관련된 정의적 태도, 창의적 인성, 과학 탐구 능력에 어떤 영향을 미치는지에 대해 알아보고, 수업 후 프로그램에 대한 학생들의 인식을 분석함으로써 학생에게 요구되는 핵심 역량에 어떤 영향을 줄 수 있는지에 대해 살펴본 것이다. 본 연구는 <연구Ⅰ>과 <연구Ⅱ>로 나누어 진행하였다. <연구Ⅰ>은 과학 교과 중심 융합 교육 활동에 대한 인식을 알아보는 것으로 두 부분으로 세분화시켜 진행하였다. 첫째, 융합 과학을 1년간 배웠던 고등학교 1학년 학생 125명을 대상으로 과학 교과를 융합적으로 배우는 것에 대한 인식, 융합형 수업의 구성 방법 및 융합형 수업을 위한 소집단 구성에 대한 학생들의 인식을 알아보았다. 그 결과 과학을 융합적으로 배우는 것에 대해 학생들은 과학 개념에 대한 이해 능력과 과학적 태도가 향상될 것이라고 응답하였다. 또한, 과학에 대한 긍정적 인식과 더불어, 자기 주도적 능력, 리더십, 창의적 문제 해결력 등도 높아질 것이라고 응답하였다. 융합형 수업을 어떻게 구성해야 하는지에 대한 방법론적 선호도를 알아본 결과 학생들이 가장 선호하는 융합형 수업의 방식은 교사가 시범 실험, 동영상, 탐구 활동 등을 잘 조직화한 수업으로 나타났으며, 다음으로 학생 스스로 구성하는 발표, 토론, 프로젝트 수업이 선호도가 높게 나타났다. 융합형 수업 구성에 있어서는 과학 교과 내용을 중시하되 인문 및 기타 교과를 융합한 수업에 대한 선호도가 높았으며, 융합형 수업을 구성함에 있어 학생들이 가장 선호하는 소집단은 학업 성취도 기준으로 상∙중∙하 성적이 고르게 편성된 이질집단이었다. 둘째, 스스로 과학 교과 중심 융합 학문을 설정하고 집단 지성을 구성해 나가는 프로젝트 학습에 참여한 고등학교 1․ 2학년 142명 학생들이 선호하는 융합 지식은 무엇이며, 함께 이루고자 하는 종합적 사고와 협력적 역량이 어떤 것인지에 대해 조사하였다. 과학을 중심으로 타 학문과 융합한 기술∙공학∙의학 분야, 인문 분야, 수학 분야, 예술∙스포츠 분야 등 총 70개 주제의 255개 요소를 분석한 결과, 과학 분야의 융합 요소는 107개로 전체의 42.0%를 차지하였다. 과학 교과 외 융합 요소로는 기술∙공학 분야의 요소가 44개로 전체의 17.3%를 차지하였다. 그 다음으로는 인문 분야의 요소가 38개로 14.9%, 수학 분야의 요소가 34개로 13.3%, 예술∙스포츠 분야의 요소가 32개로 12.5%를 차지하였다. 연구 결과, 학생들은 과학 이외 융합하는 학문으로 기술∙공학, 인문, 수학, 예술∙스포츠 순서로 선호하고 있음을 알 수 있었다. 또한 활동지를 분석한 결과 학생들은 집단 활동을 통하여 지식의 시너지 효과, 서로에 대한 지지와 존중, 협력적 상호작용 등 사회적 역량을 발휘한 것으로 나타났다. <연구Ⅱ>에서는 <연구Ⅰ>의 결과를 바탕으로 화학Ⅰ교과 중심의 소집단 활용 융합형 수업 모델을 개발하였다. 개발된 프로그램을 학생들에게 적용시켜 과학과 관련된 정의적 영역, 창의적 인성 역량, 과학 탐구 능력, 수업 적용 후 프로그램에 대한 학생들의 인식이 어떻게 나타났는가를 알아보았다. 연구 대상은 일반계 고등학교 2학년 학생으로 인문계열 79명, 자연계열 45명을 대상으로 하였다. 화학Ⅰ교과를 중심으로 인문 계열반의 학생에게는 교과 외 경제, 사회, 진로 등과 관련된 융합형 수업 프로그램을, 자연 계열반의 학생에게는 수학, 타 과학, 기술, 공학, 경제, 사회 등과 관련된 융합형 수업 프로그램을 개발하여 적용하였다. 개발된 프로그램은 소집단을 구성하여 본 연구자가 개발한 협력적 지식-역량-인성 수업 모델(Collaborative Knowledge-Competency-Behavior, CKCB)에 따라 진행하였다. 수업 처치 후 프로그램에 대한 효과를 분석한 결과 첫째, 과학과 관련된 정의적 영역 중 ‘태도’ 부분에서 인문계열 학생과 자연계열 학생 모두 통계적으로 유의미한 향상 효과가 나타났다(p<.05). 둘째, 창의적 인성검사의 경우 인문 계열반, 자연 계열반 학생 모두 사후 검사 점수가 사전 검사 점수보다 높았으며, 특히 인문 계열반의 사후 검사 점수 상승은 통계적으로 유의미하였다(p<.05). 셋째, 과학 탐구 능력 검사(TIPSⅡ) 결과 인문 계열반과 자연 계열반 모두 사전 점수에 비해 사후 점수가 통계적으로 유의미하게 향상된 것으로 나타났다(p<.05). 넷째, 수업 적용 후 프로그램에 대한 학생들의 인식을 알아본 결과, 수업 적용 후 지적 도구 활용 능력인 한글, 워드, 엑셀, ppt 프로그램 사용 능력에 대한 인식이 모두 통계적으로 유의미하게 상승한 것으로 나타났다(p<.05). 또한, 수업 프로그램 적용 후, 학습자 내적 요인이 상위 수준인 학생들은 중∙하위 수준의 학생에 비해 소집단 활동에 더 적극적이며 주도적인 참여하였다고 응답하였으며 통계적으로 유의미하였다(p<.05). <연구Ⅰ>과 <연구Ⅱ>의 결과 인문계열 학생들과 자연계열 학생 모두에게 일상생활과 밀접한 인문 사회계열 지식, 경제 문제, 진로 등을 융합하여 수업한다면, 대다수의 학생이 참여하고 교사와 학생 모두에게 의미 있는 수업이 될 수 있다는 가능성을 발견하였다. 또한 소집단 활동을 적극적으로 활용한 수업에서 집단 내 서로에게 관심을 나타내고 상호작용이 활발하게 일어났으며 수업시간 이외에도 자발적인 학습 활동이 나타났음을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 개발된 융합형 수업 모델은 협력적 소집단 활동을 바탕으로 이루어진 것으로 정규 교육과정에서 실천할 수 있으며 학생들의 과학과 관련된 정의적 영역과 창의적 인성 함양뿐만 아니라 과학 탐구 능력 향상에도 도움이 되었다. 그러나 수업 후 성찰 활동을 정성적으로 분석한 결과, 일부 성취 수준이 하위인 학생들은 자신이 집단에 기여하지 못하는 점에 대한 미안함으로 자존감이 결여되는 결과도 나타났으며 학업 성적이 최상인 일부 학생은 자신과 토론할 대상이 없고 시간 낭비인 것 같다는 의견을 진술한 경우도 있었다. 따라서 이질적 집단에서도 학업 능력이 하인 수준의 학생들도 적극적으로 참여하고 자존감을 높일 수 있는 방안과 학업 능력이 상위인 수준의 학생들에게 심층적 토론 상대를 찾아줄 수 있는 방안이 모색된다면 소집단 활동의 질도 개선될 것으로 보인다.